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1第2节变压器电能的输送预习学案编制人:韩立新审核:林卫庆级部审核时间:2010.12.30一、基础知识梳理(一)变压器1.变压器的构造如图:变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的.一个线圈跟电源连接,叫(也叫初级线圈);另一个线圈跟负载连接,叫(也叫次级线圈).两个线圈都是用绝缘导线绕制成的,铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成.2.原理:电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场,由于电流大小方向在不断的变化,铁芯中的磁场也在不断变化。变化的磁场在副线圈中产生感应电动势,所以尽管两个线圈之间没有导线相连,副线圈也能够输出电流。是变压器工作的基本原理。3.理想变压器的理想化条件及其规律.在理想变压器的原线圈两端加交变电压U1后,由于电磁感应的原因,原、副线圈中都将产生感应电动势,根据法拉第电磁感应定律:tnE111,tnE222忽略原、副线圈内阻,有:U1=E1,U2=E2另外,考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁,即认为在任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相等,于是又有:21由此便可得理想变压器的电压变化规律为:在此基础上再忽略变压器自身的能量损失(一般包括线圈内能量损失和铁芯内能量损失这两部分,分别俗称为“铜损”和“铁损”)有:4.理想变压器的物理量之间的规律:①电压关系:U1/U2=n1/n2,U1/n1=U2/n2=U3/n3=…Ⅰ:理想变压器原副线圈的端电压跟匝数成正比,输出电压由输入电压决定。Ⅱ:当n2>n1时,U2U1,变压器使电压升高,这种变压器叫做升压变压器.Ⅲ:当n2<n1时,U2U1,变压器使电压降低,这种变压器叫做降压变压器.2②功率关系:P原P副,理想变压器的输入功率由输出功率决定③电流关系:Ⅰ:当变压器只有一个副线圈工作时,由212211,IIIUIUⅡ:有多个副线圈时,有P入=P出,即P1=P2+P3+P4+P5+………由U1I1=U2I2+U3I3+……,得到n1I1=变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小,可用的导线绕制变压器的低压线圈匝数少而通过的电流大,可用的导线绕制④变压器的决定关系:5.几种常用的变压器(1)自耦变压器:铁芯上只绕有一个线圈,一部分充当原线圈,一部分充当副线圈①如果把整个线圈作原线圈,副线圈只取线圈的一部分,就可以降低电压(图甲)②如果把线圈的一部分作原线圈,整个线圈作副线圈,就可以升高电压(图乙).(2)调压变压器:就是一种自耦变压器,它的构造如图所示.线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上,AB之间加上输入电压U1,移动滑动触头P的位置就可以调节输出电压U2.(二)远距离输电1.电路损失(1)功率损失:设输电电流为I,输电线的电阻为R,则功率损失为ΔP=.(2)电压损失:ΔU=.减小功率损失和电压损失,都要求提高,减小输电电流.2.降低损耗的两个途径(1)一个途径是减小输电线的.为减小电阻,应当用的金属材料制造输电线.此外,还要尽可能增加导线的.(2)另一个途径是减小输电导线中的.由P=IU可知,当输送功率一定时,提高3可以减小输电电流.3.远距离高压输电由于发电机本身的输出电压不可能很高,所以采用高压输电时,在发电站内需用升压到几百千伏后再向远距离送电,到达用电区再用降到所需的电压.4.远距离高压输电的几个基本关系(以下图为例):(1)功率关系:P1=P2,P3=P4,P2=P线+P3(2)电压关系:U1/U2=n1/n2,U3/U4=n3/n4:U2=ΔU+U3,(3)电流关系:I2=I3=I线.预习自测1、某变电站用原副线圈匝数比为n1:n2的变压器,将远距离输来的电能送到用户,如图所示。将变压器看作理想变压器,当正常工作时,下列说法正确的是()A.原副线圈电压比为n2:n1B.原副线圈电流比为n1:n2C.原副线圈电压比为n1:n2D.变压器的输入功率与输出功率的比为n1:n22.对于理想变压器,下列说法中正确的是()A.原线圈的输入功率随着副线圈的输出功率增大而增大B.原线圈的输入电流随着副线圈的输出电流增大而增大C.原线圈的电压不随副线圈的输出电流变化而变化D.当副线圈的电流为零时,原线圈的电压也为零3.(2008年高考天津理综卷)一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压,其最大值保持不变,副线圈接有可调电阻R.设原线圈的电流为I1,输入功率为P1,副线圈的电流为I2,输出功率为P2.当R增大时()A.I1减小,P1增大B.I1减小,P1减小C.I2增大,P2减小D.I2增大,P2增大4、(2009北京西城区)如图所示,理想变压器的原线圈接在u=2202sin(100πt)(V)的交流电源上,副线圈接有R=55Ω的负载电阻。原、副线圈匝数之比为2∶1。电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是()VAR~uRabcd4A.原线圈中电流表的读数为1AB.原线圈中的输入功率为2202WC.副线圈中电压表的读数为1102VD.副线圈中输出交流电的周期为50s5、一理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=11:5。原线圈与正弦交变电源连接,输入电压u如图所示。副线圈仅接入一个10的电阻。则()A.流过电阻的电流是20AB.与电阻并联的电压表的示数是1002VC.经过1分钟电阻发出的热量是6×103JD.变压器的输入功率是1×103W6、(2008山东高考)图1、图2分别表示两种电压的波形,其中图1所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是()A.图1表示交流电,图2表示直流电B.两种电压的有效值相等C.图1所示电压的瞬时值表达式为u=311sin100tVD.图1所示电压经匝数比为10:1的变压器变压后,频率变为原来的1107、(09年山东卷)某小型水电站的电能输送示意图。发电机的输出电压为200V,输电线总电阻为r,升压变压器原副线圈匝数分别为n,n2。降压变压器原副线匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)。要使额定电压为220V的用电器正常工作,则()A.3214nnnnB.3214nnnnC.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D.升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率01234311-311u/Vt/(10-2s)图101234311-311u/Vt/(10-2s)图2
本文标题:第2节变压器电能的输送(预习学案)
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